国网黑龙江省电力有限公司牡丹江水力发电总厂 157000
摘要：电力资源在如今的生产生活和社会发展当中扮演着不可获取的角色，不仅如此，国家的高速发展和建设更加依赖电力能源的供给。同时，经济社会的高速发展，让人们逐渐意识到能源的重要性，开始将目光聚焦于可持续发展上，对绿色能源、可再生能源成为了新的发展核心理念。水能发电设备是国家电力供给的重要组成部分，现在也开始有了越来越多的水能发电电厂。本文将针对目前在电厂的水能和动力工程当中经常出现的各种问题进行分析，希望能够帮助相关从业人员更好的进行研究。
关键词：电厂；水能；动力工程
前言
电力资源的重要性在人民的日常生活当中开始越来越高，不仅是日常生活中对于电力资源的依赖程度不断提高，工业生产、技术研究等等方面都需要大量的电力资源作为支撑。而面对传统热力发电庞大的资源需求和污染，水能发电开始更加受到重视。而目前在水力发电的电厂当中电厂水能和动力工程中也存在一些常见的问题，本文将主要分析这些问题，为技术人员更好的研究问题帮助水力发电厂在未来预防和避免这些问题提供一些理论上的支持。
1水力发电原理
利用水资源进行发电能够大大提升我国的江河水能资源，同时，还能够避免传统的热力发电带来的资源消耗和环境污染问题。通过水能进行发电是借助水流带动水动机的转动，而水动机的高速转动会将重力在与水动机连接的发电机上转化为强大的动能，从而使发动机产生电能。不仅如此，水电厂还可以通过调整水位来变换水流冲击水轮机使其产生更快的转速提升发电量[1]。
2水能及动力工程概述
水能及动力工程是指通过将水能转化为动能，可以帮助工作人员及时地分析出水能及动力工程存在的问题，并制定出适宜的解决措施。在现实中，电厂水能及动力工程不仅提升了电厂生产质量与效率，也可以有效地解决过往传统电厂发电过程中存在的环境污染问题。从现实应用来看，由于水能及动力工程具有着节能环保、生态价值与经济价值，使其应用范围较为广泛。从未来发展趋势来看，水能及动力工程将会与先进的科学技术相融合，进而在更多的领域被应用，进而将其自身的经济价值与社会价值充分的发挥出来[2]。
3电厂水能及动力工程存在的主要问题
3.1一次调频问题
并网运行机组处于运行状态时会受到外界负荷的影响，并导致频率发生相应的变化。随着频率变化，并网机组会相应的发生负荷增减变化，进而确保电网的正常运转。而一次调频则是并网运行与调节过程的总和。焓降量的变化会随着水轮机的变化而变化。通过观察，我们发现，调节级焓降量处于最大值时，是在第一阀全开，并且第二阀处于关闭状态时。调节级处于中间级时，且工况并未出现相应变化时，调节级与焓降量均不会发生相应的变化。当调节级为最末级时，且流量增加时，压力会减小，且焓降值会出现相应的增加。反之，当流量减少时，压力则会增大，且焓降值会相应地减少[3]。
3.2水力发电机组轴系问题
在水力发电系统的运行过程中，对水力发电系统的运行质量和运行效率产生最大影响的因素主要是水力发电机组的运行稳定情况，而造成水力发电系统不稳定的主要原因在于控制环出现震动、上盖板发生震动、下机架的基础出现松动、在机组静止的情况下螺栓松动等等情况。
要解决在水力发电系统当中机组的轴系出现震动的问题，首先要将机械、水利、电气三个方面做好综合的考量，一般情况下，机组发生一些轻微的故障，在长时间内没有进行修理，机组依然能够保持正常的运转，很多技术人员会认为没有形成较大的故障认为故障基本排除，但是如果继续保持故障情况，维持机组的运行，很容易使得原本微小的故障不断的扩大，最终使得整个水力发电系统机组出现严重的问题。
一般情况下，水头的高低状态得到调整后，如果是水力因素导致的故障情况就能够很快排除，但是如果调整水头得不到解决，则需要思考其他原因，如果在运行过程中，机组存在剧烈震动的情况，则应该检查是否是机械影响因素，而机械影响因素则需要技术人员进行更加细致的检查和评定才能够发现实际产生问题的原因。
为了保障机组的正常运行，技术人员应该对机组的排查加大力度。水力发电机的运行过程中很多情况下会由于机组的高负荷导致其中的构建出现损坏和老化，技术人员应该经常性的对一些机组关键构件进行检查和维护，并做好问题记录，记录好容易发生问题的位置，在之后的检查当中加大检查力度。
技术人员进行故障检查也要遵循一定的顺序，在检查过程中首先要对机组的部件和构建进行检查，例如轴承、机架等等较为明显的部位，之后要查看止漏环等等细节部位，在之后，应该利用设备对机组内容的部件进行频率检查，查看内部构件的质量情况，最后，对于存在故障的部件要进行深度检查，首先了解造成故障的原因，再针对性的采取手段，同时，结合对机组设备的调试，查看是否存在其他问题[4]。
3.3级组变工况问题
在变工况条件下，前后级组未达到临界状态时，每个级组的流量与级组前后产生的压力平方差的平方根是以正比存在。另外，变工况条件下，前后级组均达到临界状态时，可将级组流量与级前压力调整为正比，并断定变工况时，与级后参数无关系。当水轮机受到水冲击时，轴向推力会相应地增大。且当负荷瞬间增大时，轴向推力也会增大，叶片结成垢时，级组的轴向推力也会增大[5]。
3.4节流调节问题
当调节级没有做好，并且第一级保持全开时，水流在接触水轮机的情况下，如果出现工况变化的情况下，每一级的温度变化幅度往往不会太大，并且对于符合的适应效果也一般尚佳。但是在实际的工作情况中，发生工况变化经常会使得节流出现较大的损失，对于电厂来是说是极大的经济效益损耗，为了尽可能的避免这种情况发生，维护电厂的正常进行效益，发电厂应该根据实际的需求来进行机组选择，保障基本负荷符合实际需求。一般情况下，正常的发电厂会有四级以上的级组，相同的工况条件之下，每一级组就经过的水流量是相通的，能够使技术人员对效率的变化情况有一个明确的了解，便于对机组进行运行状况监视和检查，对于异常情况能够有一个快速的发现和反应[6]。
结语
在水力发电的运行过程当中，水能和动力工程发生问题是难以避免的情况，但是针对发生的问题可以进行深度的研究，发现其产生问题的原因，通过针对性的调整和变化能够让技术人员更好的在出现问题和故障时快速的发现问题和问题根源并将其高效率的解决，保障水力发电机组的正常运行和电力设备的正常运作，维持发电效率，保障电厂的正常经济效益使经济社会和生产生活能够保持高效的运转，避免因为电力机组的不稳定运行影响到正常的电力供应。
参考文献
[1]孙必作.电厂水能及动力工程存在的主要问题研究[J].科技创新导报,2020,17(11):20+22.
[2]陈锐.浅析电厂锅炉应用于热能与动力工程的发展与创新[J].中外企业家,2020(01):139.
[3]徐若恩.新时代背景下热能与动力工程在电厂中的改革与创新[J].科技经济导刊,2020,28(01):243.
[4]王会杰.新形势下电厂锅炉应用在热能动力的发展与创新分析[J].科技风,2019(33):5+15.
[5]曹丽华,张艾萍,姜铁骝,曹诺,马玉秋.基于工程能力培养的能源与动力工程专业人才培养体系研究与实践[J].当代教育实践与教学研究,2019(15):93-94.
[6]刘洪宪,刘国伟,卢洪波,姜铁骝.提高能源与动力工程专业学生实践能力的探索与实践[J].当代教育实践与教学研究,2019(15):174-175.